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* * 冶金传输原理 4.实际流体的流动 * 传输原理－－2 0 0 6 实际流体的流动 理想流体 －－无粘性流体 实际流体？ －－有粘性流体 ！粘性对流动的影响 对流动量通量 粘性动量通量 动量守恒方程 4.1 实际流体微团运动分析 流体运动方式 平移 线变形 角变形 转动 实际流体的流动是这几种运动方式的组合 流体微团的速度 A: B: C: D: 4.1 实际流体微团运动分析 线变形速率 A: B: C: D: x方向的线变形速率（AB）: y方向的线变形速率: 平移速率 4.1 实际流体微团运动分析 角速度 A: B: C: D: AB的转角： AC的转角： 微团绕z轴的角速度： 4.1 实际流体微团运动分析 角变形速率 AB与AC夹角的变化： 单位时间的角变形： 微团角变形速率－－单位时间角变形的一半： 4.1 实际流体微团运动分析 流体运动方式与速度的关系 平移速度 线变形速度 角变形速度 角速度 4.1 实际流体微团运动分析 流体的速度组成 4.1 实际流体微团运动分析 流体的速度组成 4.1 实际流体微团运动分析 解： 例：已知某一流场的速度表达式如下，求在点（3，3，1）处的 ？ 4.1 实际流体微团运动分析 体变形速率 角速度矢量 4.1 实际流体微团运动分析 牛顿粘性定律 粘性切应力 动力粘性系数 层流时，变形率与流体之间的粘性力通过流体的粘性联系在一起 纯剪切流动 V(y) 4.2 牛顿粘性定律 内摩 擦力或 粘性力 粘性动量通量 流体所具有的沿x方向的动量会沿y方向做层层传递，宏观上看，较快层流体受到较慢层流体的向后托力，而较慢层流体受到较快层流体的向前的带动力，这一对作用力与反作用力就是流体的粘性力。 运动粘性系数 动量扩散系数 单位体积流体的动量梯度 粘性动量通量传输方向与流体动量方向不一定是相同的。 粘性动量传输方向与动量梯度方向相反 动量方向 动量传输方向 4.2 牛顿粘性定律 Y Z X τyy τyz τyx τxy τxz τxx 实际流体有粘性，作用在微团上应力比理想流体多，由于粘性而引起的附加法向力（由于剪切变形而引起的）及切向应力： 4.2 牛顿粘性定律 粘性动量通量 广义牛顿粘性定律 纯剪切流动 一般流动 斯托克斯的三条假设： 流体是连续的，它的应力张量与变形率张量成线性关系，与流体的平移与旋转无关； 流体是各向同性的，应力与变形率的关系与坐标系的位置选取无关； 流体静止时变形率为零，流体中的应力就是流体的静压力。 牛顿流体 变形率张量 狄拉克符号 粘性动量通量张量 4.2 牛顿粘性定律 广义牛顿粘性定律 牛顿流体在直角坐标系中应力张量分量（不计压力项） 4.2 牛顿粘性定律 理想流体 实际流体 4.3 N-S方程 动量守恒方程 4.3 N-S方程 * * 冶金传输原理 4.实际流体的流动 * 传输原理－－2 0 0 6 3. 理想流体的流动